ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2025, № 10 · РАДИОТЕХНИКА

Облучатель Ka-диапазона с интегрированным септум-поляризатором, изготовленный методом SLM

Н.О. Сивов1, К.В. Лемберг1, К.И. Поминов1, А.А. Горчаковский1, Д.А. Шабанов1

1 Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН, Красноярск, Россия
Полный текст DOI: 10.30898/1684-1719.202.5.10.9 УДК 621.396.67 EDN CXNQIL

Аннотация

В работе представлены результаты разработки рупорного облучателя Ka-диапазона с интегрированным септум-поляризатором, изготовленного методом селективного лазерного плавления сплава алюминия. Описаны особенности проектирования конструкции с учётом ограничений аддитивных технологий: ориентации при печати, расположении поддержек и последующей обработке. Рассмотрены вопросы влияния шероховатости поверхности на тепловые потери и кросс-поляризационную развязку. Полученный облучатель имеет высокий уровень развязки между портами (>25 дБ), низкие коэффициенты отражения (не более -20 дБ) и кросс-поляризационную развязку более 20 дБ в рабочих диапазонах частот. Результаты показывают, что 3D печать технологией селективного лазерного плавления является перспективным инструментом при изготовлении компактных и интегрированных СВЧ устройств со сложной внутренней геометрией.

  • Ka диапазон
  • селективное лазерное плавление (SLM)
  • рупорный облучатель
  • септум-поляризатор
  • круговая поляризация
  • аддитивные технологии
Abstract (in English)

Ka-band circularly polarized feed antenna manufactured using SLM

This paper presents the development of a Ka-band horn feed with an integrated septum polarizer manufactured by selective laser melting of an aluminum alloy. The study highlights specific design considerations dictated by additive manufacturing, including printing orientation, support placement, and post-processing. The influence of surface roughness on thermal losses and cross-polarization isolation is analyzed. The fabricated feed demonstrates excellent performance, achieving high port isolation (>25 dB), low reflection coefficients (better than -20 dB), and cross-polarization isolation exceeding 20 dB across the operating frequency bands. These results confirm that selective laser melting is a promising technology for producing compact and integrated microwave components with complex internal geometries.

Для цитирования

Сивов Н.О., Лемберг К.В., Поминов К.И., Горчаковский А.А., Шабанов Д.А. Облучатель Ka-диапазона с интегрированным септум-поляризатором, изготовленный методом SLM // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – № 10. https://doi.org/10.30898/1684-1719.202.5.10.9

Литература

  1. Helena D. et al. The use of 3D printing technology for manufacturing metal antennas in the 5G/IoT context //Sensors. - 2021. - Т. 21. - №. 10. - С. 3321.
  2. Peverini O. A. et al.Integration of an $ H $-Plane Bend, a Twist, and a Filter in Ku/K-Band Through Additive Manufacturing //IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2018. - Т. 66. - №. 5. - С. 2210-2219.
  3. Qian L. et al. 3-D Printed Monolithic Dielectric Waveguide Filter Using LCM Technique //2022 IEEE MTT-S International Microwave Workshop Series on Advanced Materials and Processes for RF and THz Applications (IMWS-AMP). - IEEE, 2022. - С. 1-3.
  4. Zárate Y. D. et al. 3D-printed low-cost choke corrugated Gaussian profile horn antenna for Ka-band //Scientific Reports. - 2023. - Т. 13. - №. 1. - С. 22957.
  5. Agnihotri I., Sharma S. K. Design of a compact 3-D metal printed Ka-band waveguide polarizer //IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. - 2019. - Т. 18. - №. 12. - С. 2726-2730.
  6. Agnihotri I. 3D Metal Printed Ka-Band Waveguide Polarizer and Feed Horn Antenna: дис. - San Diego State University, 2020.
  7. Baranowski M. et al. Low-Loss 3D-Printed Waveguide Filters Based on Deformed Dual-Mode Cavity Resonators //IEEE Access. - 2024. - Т. 12. - С. 78275-78285.
  8. Baranowski M. et al. A circular waveguide dual-mode filter with improved out-of-band performance for satellite communication systems //IEEE Microwave and Wireless Components Letters. - 2022. - Т. 32. - №. 12. - С. 1403-1406.
  9. Peverini O. A. et al. Selective laser melting manufacturing of microwave waveguide devices //Proceedings of the IEEE. - 2017. - Т. 105. - №. 4. - С. 620-631.